JPH1149105A - 液状食品包装機械用充填パイプ - Google Patents
液状食品包装機械用充填パイプInfo
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Abstract
高速での包装作業を可能とし、包装材の破片による食品
の汚損の危険性を排除し、構造が簡単で作動が安定した
充填パイプを提供する。 【解決手段】 充填パイプは連続したチューブ状の容器
2内で該容器の軸線方向に位置可能で、該パイプに固定
された剛性の緩衝部材4を有する。緩衝部材は容器2の
内壁から半径方向に離隔し、包装機械の作動の間容器内
での充填パイプ1に対する液状食品20の運動を緩衝す
るエアポケット5を密閉している。
Description
マトピューレ、食用油、果物ジュース、クリーム、水、
お茶、マヨネーズ等を含み、かつ超高温熱処理される例
えば超高温処理(U.H.T)牛乳のような殺菌処理し
た製品を含む液状すなわち注入可能食品を包装するため
に使用される形式の包装機械用の改良された食品充填パ
イプに関する。本発明による食品充填パイプは、液状食
品の無菌包装物を形成し、充填し、かつシールする機
械、あるいは殺菌処理した液状食品の包装物を形成し、
充填し、かつシールする機械において使用することが出
来る。
を包装することに関する一つの共通する形態は例えばポ
リエチレンのようなプラスチック材料で各側を被覆し
た、例えば紙のような繊維ベースの材料の層から構成さ
れるラミネートした包装材料のブランクすなわち連続し
たウェブから作った容器を使用することである。無菌の
包装物を作るには、ポリエチレンをコーテイングした板
紙の一方の面を、例えばアルミニュームのような障害材
料あるいは合成障害材料でコーテイングし、障害材料の
方はプラスチック材料でコーテイングされる。無菌包装
物を作るには、包装材料のウェブが無菌室を通り、そし
て包装材料を加熱したり、および(または)適当な波長
と強度の光線で照射することにより順次蒸発された例え
ば過酸化水素のような殺菌剤を付与することにより殺菌
される。ラミネートされた包装材料の殺菌されたウェブ
は折り曲げられ、長手方向にシールされて包装材料のチ
ューブを形成する。包装材料のチューブは実際には無菌
室が延長されたものを形成し、無菌の、あるいは殺菌処
理された液状食品で連続的に充填される。
されたチューブは、次に食品を充填したチューブを横方
向にシールし、ピロー状の包装を形成する一対の形成お
よびシール部材の間で締め閉じられる。形成およびシー
ル部材は反対方向に回転する各対の連続して運動し、相
互に対面するチェイン上で相互に面する対として装着す
ることが可能である。この種の機械の周知の一形式は米
国特許第3,300,944号に開示されている。形成
およびシール部材は代替的に対の往復運動ジョーに装着
することが可能である。この種の機械の一例はイタリ
ー、モデナ41100、ビア デルフィニ1のテトラブ
リック包装システム社(Tetra Brik Packaging Systems
of Via Delfini 1 ,41100 Modena,Italy )によって
製造されているTBA/19機械である。充填され、シ
ールされたピロー状の包装物は、次に最終の折り曲げス
テーションまで運ばれ、そこでピロー状包装物は例え
ば、平行六面体のような最終形状に機械的に折り曲げら
れる。この形式の市販されている包装物の一例は「 テト
ラブリックアセプチック」 (“Tetra Brik Aseptic”)
として一般に知られている平行六面体の包装物である。
ではあるが、ラミネートした包装材料のチューブに食品
を充填するための機構に関しては改良が可能であること
が判明している。高速であっても、また例えば粘度、発
泡性等の特性が変動する製品範囲が増えたとしても包装
機械が正しく機能するのを保証するために、包装材料の
チューブ内の製品のレベルをどのようにして制御するか
という問題を解決するために種々の方法が提案されてき
た。
装材料のウェブから長手方向にシールされた連続したチ
ューブ状容器を形成する手段と、チューブ状容器内に液
状材料を導入するために該容器の軸線方向に配置された
充填パイプと、製品で充填された包装物を形成し、横方
向にシールするために規則的な間隔で前記チューブを順
次締め閉じる部材とを含む粘性の液状材料を包装する装
置が知られている。弾性材料の可撓性のベル状の部材が
充填パイプの周りに固定され、ベル状の部材の円周方向
のスカートがチューブ状容器の内壁と摺動し、かつ密封
して係合し、ベル状の部材の内部とスカートの底縁部の
上方の粘性の液のレベルとによって画成される閉鎖され
た空間を形成する。ベル状の部材の厚さはその下縁部に
向かって減少し、チューブ状容器の内壁に対する摺動お
よび密封係合を向上させる。充填パイプを介する粘性液
体の導入速度を制御するために圧力に応答する手段が閉
鎖された空間に設けられている。可撓性のベル状部材に
は閉鎖空間へ粘性液体と共に導入された気泡を逃すこと
が可能なように通気孔が設けられている。このような装
置は粘性の液体をより高度に制御するが、近代的な高速
の液状食品包装機械において製品レベルの制御を促進す
るために使用することが出来なかった。事実、包装材料
のチューブの内側とベル状部材との間の摺動かつ密封係
合に対する要件が包装材料の一貫性を損ない、ベル状部
材を過度に摩耗させ、包装材料のチューブの内壁におい
て発生する摩擦のためベル状部材を構成する材料の破片
で液状食品を汚染する危険性を意味する。
部が包装材料のチューブ内で軸線方向に位置している製
品充填パイプを含む。充填パイプの端部は包装材料のチ
ューブに入れられた製品に浸漬している下方に開放した
端部を有している。フロート部材が充填パイプに摺動可
能に接続されており、充填パイプ内に位置したちょう形
弁に接続されている。フロート部材は運動機構によって
ちょう形弁に接続され、前記運動機構はちょう形弁が、
フロートが所定レベルの上まで上昇すると充填パイプを
絞り、前記フロートが所定レベルの下まで落ち込むと前
記弁を開放するようにさせる。このように、包装材料の
長手方向にシールされたチューブが形成およびシール部
材によって締め閉じられる毎に、食品のレベルは包装材
料のチューブ内で上昇し、そのためフロートが上昇し、
ちょう形弁が充填パイプを絞り、そのため包装材料のチ
ューブ中への食品の流速を遅らせる。次に、包装材料が
連続して動くことにより製品のレベルを落下させ、その
ためフロート部材のレベルを落下させ、その結果ちょう
形弁を開放してチューブへの製品の充填を増加させ、チ
ューブは形成およびシール部材により締め閉じ出来る状
態とされる。包装機械の通常の作動の間このサイクルは
連続して繰り返され、包装材料のチューブ内の製品のレ
ベルは連続して変動する。
すにつれて、これらの機械が使用される食品の範囲も広
がった。そのため、対処すべき粘度の範囲、並びに泡立
ちに対する感応性も広くなっている。このことにより、
包装材料のチューブ内における食品のレベルの制御を如
何にするか問題が倍加する。食品のレベルは、急速に変
動している食品レベル並びに種々の特性の食品に対処す
るのに十分速い応答時間を有するようにして制御する必
要がある。更に、そのような装置は高い作業温度に耐
え、かつ高温で化学薬品により掃除し、殺菌が可能であ
る必要がある。
る製品ラインに位置して流量制御弁が前述の充填パイプ
を通る食品の流速を制御するための前述のちょう形弁の
代わりに使用されてきた。流量制御弁は1個以上のセン
サによって制御し得る。周知のセンサは包装材料のチュ
ーブ内における製品のレベルを指示する検出可能フロー
トの位置を検出するために包装材料のチューブの外部
に、あるいは長手方向にシールされた包装材料内の食品
と直接接触し、所定レベルにおける該食品の存在を検出
するために充填パイプ上に位置する。この場合、センサ
が充填パイプの所定位置において食品と直接接触する毎
に、あるいは検出可能フロートの位置が所定食品レベル
において検出される毎に、液状食品包装機械を正確に機
能させうるのに必要な食品レベルに到達したことを示す
信号が発生し、弁は充填パイプを通って、包装材料のチ
ューブ中へ流れる製品の流量を自動的に制御する。流量
は連続的に変動する。包装材料のチューブが対の包装物
形成およびシール部材の間で把持され、食品レベルがチ
ューブ内で上昇する毎に、センサ制御の弁は自動的に充
填チューブを通る製品の流れを絞り、食品の流量を減少
させる。次に、包装材料が連続して動くことによって食
品レベルを低下させ、センサが食品ともはや接触するこ
とがなくなり、すなわち所定位置においてフロートを検
出しなくなると、弁を自動的に開放させ、食品の流量を
増加させる信号が発生する。
品の流量を滑らかに制御するが、これらの充填システム
を、特に液状食品を包装するためにチェイン形式の機械
( 例えば、前述の米国特許第3,300,944号に記
載のもの) において使用する場合、特にそのようなチェ
インタイプの機械が高速で作動する場合には問題が発生
した。
24000個の包装物の生産速度で液状食品包装機械を
作動させる場合、製品形成およびシール部材によって実
行される一連の包装物充填、形成、およびシール作業の
間、食品のレベルが重力で著しく低下するのに十分な時
間が無いという事実のため包装材料のチューブ内での食
品レベルの制御に関して別の問題が発生する。事実、前
記チューブ内での液状食品の運動により、包装物形成サ
イクルの間包装材料のチューブ内で低圧が発生する。そ
のような低圧が包装材料のウェブを用いた連続した長手
方向にシールしたチューブの形成に悪影響を与える。
材料のウェブから連続した長手方向にシールしたチュー
ブ状容器を形成する手段を有する液状食品を包装する機
械用の改良された食品充填パイプであって、たとえ包装
機械が高速で作動している時であっても、包装物形成ゾ
ーンにおいて過小圧力の発生を排除し、包装材料のチュ
ーブが確実に正確に形成されるように食品のレベルより
上で過度の圧力を必要とすることなく包装材料のチュー
ブの形成を改善する食品充填パイプを提供することであ
る。
シールされた包装材料のチューブ内で軸線方向に配置さ
せることが可能で、包装材料のチューブと何ら密封摺動
係合を必要とすることなく、従って、相互に摺動する部
材の摩耗や汚損に関わる問題を排除し、さもなければそ
のような摺動密封係合によって発生する摩擦により発生
する包装材料の破片により製品が汚損する危険性を排除
する、液状食品包装機械用の改良された製品充填パイプ
を提供することである。
おける過小圧力を排除し、毎時18000〜24000
個までの包装物を生産する速度で作動している高速の液
状食品包装機械に使用される場合、すなわち食品のレベ
ルが連続して変動し、一連の包装物の形成の間食品レベ
ルが重力によって低下するのに十分な時間が経過するこ
となく変動するような状況において使用される場合であ
っても包装材料のチューブ内の食品のレベルの変動作用
を効果的に緩衝する、液状食品包装機械用の改良された
充填パイプを提供することである。
動が極めて安定している、液状食品包装機械用の改良さ
れた食品充填パイプを提供することである。
発明は、包装材料のウェブから長手方向にシールされた
容器を形成する手段と、前記チューブを規則的な間隔で
順次締め閉じて食品を充填した包装物を形成し、横方向
にシールする部材とを含む形式の液状食品包装機械用食
品充填パイプであって、チューブ状容器中へ液状材料を
導入するために前記チューブ状容器の軸線方向に位置可
能な充填パイプにおいて、前記充填パイプに固定され、
かつ該パイプの少なくとも一部を囲んでいる剛性の緩衝
部材であって、液状食品包装機械の作動の間前記充填パ
イプを囲むエアポケットを密閉する剛性の緩衝部材を含
むことを特徴とする食品充填パイプを提供する。
装材料のウェブから長手方向にシールされた連続したチ
ューブ状容器を形成する手段と、前記チューブ状容器内
へ液状食品を導入するために該容器の軸線方向に配置さ
れた充填パイプと、前記充填パイプを介して前記長手方
向にシールされた連続したチューブ状容器中へ導入され
る液状食品の導入速度を制御する手段と、前記チューブ
を規則的な間隔で順次締め閉じて液状食品を充填した包
装物を形成し、長手方向にシールする部材とを含む形式
の液状食品包装機械であって、前記充填パイプに固定さ
れ、かつ該パイプの少なくとも一部を囲み、前記充填パ
イプを囲むエアポケットを密閉し、前記液状包装機械の
作動の間、前記包装材料において前記充填パイプに対す
る液状食品の運動を緩衝する剛性の緩衝部材を含むこと
を特徴とする液状食品包装機械を提供する。
は、包装材料のウェブ3から長手方向にシールされた連
続したチューブ状容器2を形成する従来の手段と、食品
を充填した包装物を形成し、横方向にシールするために
規則的な間隔で前記チューブ状容器2を順次締め閉じる
部材とを含む形式の液状食品包装機械用充填パイプを示
す。チューブを順次締め閉じる前記部材は本発明の一部
を構成していないので、ここでは説明しない。
チューブ状容器2中へ液状食品を導入するために該チュ
ーブ状容器2の軸線方向に位置している。本発明によれ
ば、充填パイプ1には剛性の緩衝部材4が固定され、か
つ該パイプの一部を囲んでいる。前記剛性ダンパ部材4
は包装材料のチューブ2の内面2aから内方に半径方向
に離隔した位置に位置し、充填パイプ1を囲むエアポケ
ット5を密閉している。実際にこのようにすることによ
り、液状食品包装機械の作動の間包装材料のチューブ2
に入った液状食品20の充填パイプ1に対する運動を緩
衝する効果がある。図1から図4までに明らかに示され
ているように、剛性の緩衝部材4は細長い形状であっ
て、充填パイプ1の周りを延びる環状フランジ7を含
む。環状のフランジ7は剛性の緩衝部材4の環状壁6お
よび充填パイプ1の軸線1aに対して概ね垂直に延びて
いる。環状壁6は環状フランジ7から延び、剛性の緩衝
部材4の全体径より大きい距離、好ましくは剛性の緩衝
部材4の全体径の少なくとも2倍である距離だけ充填パ
イプ1に対して平行に延びる。環状壁6の底縁は剛性の
緩衝部材4の環状下縁部6aを画成し、充填パイプ1は
前記環状下縁部6aを越えた端部分8を有している。
を示し、前述した第1の実施例のものと均等の部分は同
じ参照番号で識別している。この第2の実施例の充填パ
イプ1も剛性の緩衝部材4を接続しており、この緩衝部
材は使用時、包装材料のチューブ2の内面2aから半径
方向内方に離隔した位置に位置し、液状食品包装機械の
作動の間包装材料のチューブ2に入った液状食品20の
充填パイプ1に対する運動を緩衝するために充填パイプ
1を囲むエアポケット5を密閉する。環状壁6は環状フ
ランジ7から突出し、充填パイプ1に対して平行に延び
ており、充填パイプ1は環状の下縁部6aを越えて延び
る端部8を有している。
プは剛性の緩衝部材4のエアポケット5と連通し、前記
剛性の緩衝部材4中へ殺菌剤を導入しうるように殺菌媒
体源に接続可能な補助サービス導管9を含んでいる。補
助サービス導管9は、また液状食品包装機械の作動の間
喪失しうる空気をエアポケット5に補給するために殺菌
空気源に接続可能である。補助サービス導管は充填パイ
プ1に対して概ね平行に延びており、充填パイプ1と剛
性の緩衝部材4の環状壁6との間の位置において環状フ
ランジ7を貫通している孔10を介して緩衝部材4のエ
アポケットと連通する。
するために液状食品を包装する周知の機械の関連部分に
ついて以下説明する。周知のように、液状食品包装機械
の一形式は包装材料のウェブ3から長手方向にシールさ
れた連続したチューブ状容器2を形成するための従来の
手段(図示せず)を有している(図1を参照)。充填パ
イプ1はチューブ状容器2中へ液状食品を導入するため
に該容器2の軸線方向に配置されている。長手方向にシ
ールされた連続したチューブ状容器2中へ導入される液
状食品の導入速度を制御する従来の流量制御弁11が充
填パイプ1に設けられている。前記弁11はチューブ状
容器2の内部の充填パイプ1の近傍に位置したセンサ1
2によって周知の要領で制御される。従来の締め閉じ部
材すなわち包装物形成およびシール部材(図示せず)
が、液状食品を充填した包装物を形成し、横方向にシー
ルするために規則的な間隔でチューブを順次締め閉じる
ために設けられている。
よびシール部材の間に把持される毎に、食品のレベル2
0aがチューブ2内で上昇する。そのため、液状食品2
0はセンサ12と接触するようになり、センサ12は弁
11に伝送される信号を発生させ、弁11の方は、周知
の要領で充填パイプを通る食品の流れを自動的に絞り、
食品の流速を減少させる。次に、包装材料連続して動く
ことにより食品のレベル20aを低下させ、センサ12
がもはや食品20と接触しなくなると、弁11は自動的
に開放し、食品の流量を増加させる。高速の液状食品包
装機械において容器形成およびシール部材によって実行
される一連の容器充填、形成およびシール作業の間、食
品のレベル20aが重力により著しく低下するのに十分
な時間はない。センサ12は長手方向にシールされた連
続したチューブ状容器2内で液状食品の柱を形成し、そ
れにより0.03から0.3バール、好ましくは0.1
バールの圧力を緩衝部材4上に加えるように位置するこ
とが有利である。
は充填パイプ1を囲むエアポケット5を有している。こ
のように、連続したチューブ状容器内での液状食品の運
動に起因する、包装物形成サイクルの間の包装材料のチ
ューブ内で発生する低圧を補償する。実際に、緩衝部材
4は連続したチューブ状容器2内で動的シールを形成す
る。包装物形成サイクルの間、連続したチューブ状容器
2に入った食品20は緩衝部材4の外側とチューブ状容
器2の内面2aとの間の空隙を通して緩衝部材4の周り
で上下に圧送される。緩衝部材4の周りの食品20の流
量は緩衝部材から出入りする流量より著しく小さい。し
かしながら、緩衝部材4の周りの液状食品20の流速は
高い可能性があるが、このことは緩衝部材4の上方の液
柱に潜在的に飛沫作用があるため緩衝部材の上方では何
ら飛沫作用を発生させることはない。このことは、液状
食品包装機械の包装物形成ゾーンにおける低圧を排除す
るという重要な利点を有し、また緩衝部材4の上方で液
状食品20のレベル20aの動きを極めて小さくすると
いう有利な効果を有している。このようにして、たとえ
毎時18000〜24000個までの包装物を製造する
ような生産速度においても連続したチューブ状容器2を
有利に正確に包装材料のウェブ3で形成することが判明
している。
リまでの距離だけ、好ましくは約1ミリの距離だけ長手
方向にシールされた連続したチューブ状容器2の内面2
aから半径方向に離隔するのが有利である。このため、
緩衝部材4と連続したチューブ状容器2との間で摺動運
動が発生するのを阻止し、そのため相互に摺動する部材
の間の摩耗や汚損に関わる問題を排除し、かつ摩擦によ
って発生する材料の破片により液状食品20を汚損する
危険性を防止する。
することなく修正が可能である。
品の包装機械における紙のウェブから作った長手方向に
シールされた連続したチューブ状容器の概略斜視図。
視図。
パイプの剛性の緩衝部材の増尺した断面図。
大断面図。
発明による充填パイプの第2の実施例の斜視図。
線を通る平面に沿って見た、図5に示す剛性の緩衝部材
と補助サービス導管とを示す、拡大断面図。
図。
Claims (13)
- 【請求項1】 包装材料のウェブから長手方向のシール
された連続したチューブ状容器を形成する手段と、食品
を充填した包装を形成し、横方向にシールするために規
則的にな間隔でチューブを順次締め閉じるための部材と
を含む形式の液状食品包装機械用の改良された充填パイ
プであって、液状の食品を導入するためにチューブ状容
器の軸線方向に位置することが可能な充填パイプにおい
て、前記充填パイプに固定され、かつ該パイプの少なく
とも一部を囲む剛性の緩衝部材からなり、前記緩衝部材
が前記充填パイプを囲むエアポケットを密閉し、液状食
品包装機械が作動している間包装材料のチューブ内で前
記充填パイプに対して液状食品の運動を緩衝することを
特徴とする液状食品包装機械用充填パイプ。 - 【請求項2】 前記剛性の緩衝部材が細長い形状で、前
記充填パイプの周りを延びる環状のフランジと、前記環
状フランジから突出し、前記剛性の緩衝部材の全体径よ
りも大きい距離だけ前記充填パイプに対して平行に延び
ている環状の壁とを含むことを特徴とする請求項1に記
載の液状食品包装機械用充填パイプ。 - 【請求項3】 前記環状のフランジが前記剛性の緩衝部
材の全体径の少なくとも2倍である距離だけ前記充填パ
イプに対して平行に延びていることを特徴とする請求項
2に記載の液状食品包装機械用充填パイプ。 - 【請求項4】 前記環状のフランジが前記剛性の緩衝部
材の前記環状壁と前記充填パイプの軸線とに対して概ね
垂直に延びていることを特徴とする請求項2に記載の液
状食品包装機械用充填パイプ。 - 【請求項5】 前記剛性の緩衝部材が下側の環状縁部を
有しており、前記充填パイプの端部分が前記緩衝部材の
前記下側の環状縁部を越えて延びていることを特徴とす
る請求項1に記載の液状食品包装機械用充填パイプ。 - 【請求項6】 前記剛性の緩衝部材において前記エアポ
ケットと連通し、前記剛性の緩衝部材中へ殺菌媒体を導
入したり、および(または)前記エアポケット内の空気
を補給することが可能な補助サービス導管をさらに含む
ことを特徴とする請求項2に記載の液状食品包装機械用
充填パイプ。 - 【請求項7】 前記補助サービス導管が前記充填パイプ
に対して概ね平行に延び、前記充填パイプと前記剛性の
ダンプ部材の前記環状壁との間の位置において前記環状
フランジを介して前記エアポケットと連通することを特
徴とする請求項2に記載の液状食品包装機械用充填パイ
プ。 - 【請求項8】 包装材料のウェブから長手方向にシール
され、連続したチューブ状の容器を形成する手段と、液
状の材料を前記チューブ状容器内へ導入するために該容
器の軸線方向に配置されている充填パイプと、前記充填
パイプを通して前記長手方向にシールされ、連続したチ
ューブ状容器中へ液状食品を導入する速度を制御する手
段と、食品を充填した包装物を形成し、横方向にシール
するために規則的な間隔で前記チューブを順次締め閉じ
るための部材とを含む形式の液状食品包装機械におい
て、前記充填パイプに固定され、かつ該パイプの少なく
とも一部を囲み、前記液状食品包装機械が作動している
間、前記包装材料における前記充填パイプに対する液状
食品の動きを緩衝するよう前記充填パイプを囲むエアポ
ケットを密閉する剛性の緩衝部材を含むことを特徴とす
る液状食品の包装機械。 - 【請求項9】 前記剛性の緩衝部材の外面が前記長手方
向にシールされ、連続したチューブ状容器の内面から内
方に半径方向に離隔していることを特徴とする請求項8
に記載の液状食品包装機械。 - 【請求項10】 前記緩衝部材の前記外面が前記長手方
向にシールされ、連続したチューブ状容器の内面から
0.1ミリから10ミリの間の距離だけ半径方向に離隔
していることを特徴とする請求項9に記載の液状食品包
装機械。 - 【請求項11】 前記緩衝部材の前記外面が前記長手方
向にシールされ、連続したチューブ状容器の内面から約
1ミリの距離だけ半径方向に離隔していることを特徴と
する請求項10に記載の液状食品包装機械。 - 【請求項12】 液状食品を導入する速度を制御する前
記手段が、前記長手方向にシールされ、連続したチュー
ブ状容器における液状食品のレベルを検出するために前
記充填チューブの近傍に位置しているセンサ手段と、前
記センサ手段によって作動し、前記長手方向にシールさ
れ、連続したチューブ状容器において液状食品の柱を保
持するために前記充填チューブを通しての液状食品の流
量を制御する弁手段とを含み、前記センサ手段が前記長
手方向にシールされ、連続したチューブ状容器内で前記
緩衝部材に対して0.03から0.3バールの圧力を加
える液状食品の柱を形成するように位置していることを
特徴とする請求項9に記載の液状食品包装機械。 - 【請求項13】 前記センサ手段が、前記ダンプ部材に
対して約0.1バールの圧力を加える液状食品の柱を前
記長手方向にシールされ、連続したチューブ状容器にお
いて形成するように位置していることを特徴とする請求
項12に記載の液状食品包装機械。
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